JPH0738351A - 定電流駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスターアンプとスレーブアンプによるＢＴ
Ｌ方式の定電流駆動回路の設計自由度、とくにマスター
アンプの利得設計の自由度を高める。 【構成】 マスターアンプとスレーブアンプによって負
荷をＢＴＬ駆動するとともに、負荷に直列に介在する電
流検出抵抗の発生電圧をマスターアンプの反転入力側に
帰還させることにより、上記負荷への通電電流を上記入
力信号に応じて制御させる。 【効果】 電流検出抵抗の発生電圧が帰還されるマスタ
ーアンプの反転入力は、そのマスターアンプの負帰還動
作によって基準電位に仮想短絡されることにより、ほぼ
一定電位に保たれるようになるのでアンプの同相入力電
圧範囲の制限を受けない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定電流駆動回路、さら
にはマスターアンプとスレーブアンプによって２相駆動
を行なうＢＴＬ方式の定電流駆動回路に適用して有効な
技術に関するものであって、たとえばディスク記憶装置
のヘッド・アクチェータに利用して有効な技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク記憶装置や光ディスク記
憶装置などでは、そのヘッド・アクチェータの駆動部に
ボイスコイルモータが使用されているが、このボイスコ
イルモータを通電駆動するために、たとえば図３に示す
ような定電流駆動回路が使用される。

【０００３】図３は本発明者らによって検討された定電
流駆動回路であって、まず、抵抗Ｒ１，Ｒ２により反転
増幅回路として負帰還動作させられるマスターアンプ１
と、抵抗Ｒ３，Ｒ５によりミラー反転回路として負帰還
動作させられるスレーブアンプ２とを有し、入力信号Ｖ
ｉｎを上記マスターアンプ１で反転増幅させ、この反転
増幅出力Ｖｏ１によって負荷（ボイスコイル）ＺＬの一
方の端子を通電駆動させるとともに、上記マスターアン
プ１の出力Ｖｏ１を上記スレーブアンプ２でミラー反転
させ、このミラー反転出力Ｖｏ２（Ｖｏ２＝−Ｖｏ１）
によって上記負荷ＺＬの他方の端子を通電駆動させるこ
とが行なわれる。これにより、マスターアンプ１とスレ
ーブアンプ２による負荷ＺＬの２相駆動いわゆるＢＴＬ
駆動が行なわれる。

【０００４】これとともに、上記マスターアンプ１の出
力と上記負荷ＺＬの間に電流検出抵抗Ｒｓを直列に介在
させ、この電流検出抵抗Ｒｓの負荷ＺＬ側端に現れる電
圧Ｖｏ３を上記マスターアンプ１の非反転入力（＋）側
に帰還させる。

【０００５】すると、マスターアンプ１の反転入力
（−）での電位が非反転入力（＋）での電位に追従する
負帰還動作が行なわれ、この負帰還動作により、負荷Ｚ
Ｌへの通電電流Ｉｏは入力信号Ｖｉｎに応じて制御され
るようになる。

【０００６】なお、上述した定電流駆動回路についての
参考文献としては、たとえば、「日立ＯＡ機器用ＩＣデ
ータブック”ＨＡ１３４９０シリーズ” ’９０．３」
３８７〜３９０頁などがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。

【０００８】すなわち、マスターアンプ１の反転入力
（−）と非反転入力（−）の最大入力電圧レンジ、いわ
ゆる同相入力電圧範囲は有限であって、その範囲を越え
た入力電圧では正常な動作が行なわれない。

【０００９】一方、図３に示した定電流駆動回路では、
マスターアンプ１の反転入力（−）での電位が非反転入
力（＋）での電位に追従する負帰還動作によって、負荷
ＺＬへの通電電流Ｉｏの制御が行なわれるが、その非反
転入力（＋）での電位は電流検出抵抗Ｒｓから帰還され
る電圧Ｖｏ３によって変動する。

【００１０】したがって、マスターアンプ１の利得設定
が小さい場合（Ｒ１》Ｒ２）に電流検出抵抗Ｒｓから非
反転入力（＋）に帰還される電圧Ｖｏ３が大きく振れる
と、マスターアンプ１の入力電圧が上記同相入力電圧範
囲を越えてしまい、場合によってはラッチアップに陥っ
てしまうこともある。

【００１１】このため、上述した定電流駆動回路では、
その設計の自由度が低く、とくにマスターアンプ１での
利得が自由に設計できない、という問題が生じる。

【００１２】本発明の目的は、マスターアンプとスレー
ブアンプによるＢＴＬ方式の定電流駆動回路の設計自由
度を高める、という技術を提供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにそのほかの目的と特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１５】すなわち、入力信号を反転増幅するマスタ
ーアンプによって負荷の一方の端子を通電駆動させ、こ
のマスターアンプの出力をミラー反転するスレーブアン
プによって上記負荷の他方の端子を通電駆動させるとと
もに、上記負荷に直列に介在する電流検出抵抗の発生電
圧を上記マスターアンプの反転入力側に帰還させること
により、上記負荷への通電電流を上記入力信号に応じて
制御させる、というものである。

【００１６】

【作用】上述した手段によれば、電流検出抵抗の発生電
圧が帰還されるマスターアンプの反転入力は、そのマス
ターアンプの負帰還動作によって基準電位に仮想短絡さ
れることにより、ほぼ一定電位に保たれるようになる。

【００１７】これにより、マスターアンプの入力電圧が
同相入力電圧範囲を越えることがなくなり、マスターア
ンプとスレーブアンプによるＢＴＬ方式の定電流駆動回
路の設計自由度を高める、という目的が達成される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
ながら説明する。

【００１９】なお、図において、同一符号は同一あるい
は相当部分を示すものとする。

【００２０】図１は本発明の技術が適用された定電流駆
動回路の一実施例を示したものであって、１は抵抗Ｒ
１，Ｒ２により反転増幅回路として負帰還動作させられ
るマスターアンプ、２は抵抗Ｒ３によりミラー反転回路
として負帰還動作させられるスレーブアンプ、ＺＬはマ
スターアンプ１の出力Ｖｏ１とスレーブアンプ２の出力
Ｖｏ２によってＢＴＬ駆動される負荷（ボイスコイルモ
ータ）、Ｒｓは負荷ＺＬの通電電流Ｉｏを検出するため
の電流検出抵抗である。

【００２１】ここで、マスターアンプ１およびスレーブ
アンプ２は、いずれも反転入力（−）と非反転入力
（＋）を有する差動型の演算アンプを用いて構成され、
反転増幅回路として負帰還動作させられるようになって
いる。各アンプ１，２の反転入力（−）にはそれぞれ抵
抗Ｒ２およびＲ３による負帰還がかかっているが、非反
転入力（−）側についてはそれぞれ抵抗Ｒ４およびＲ５
を介して基準電位Ｖｒｅｆに接続されている。基準電位
Ｖｒｅｆとしては、たとえば接地電位などの固定電位が
使用される。

【００２２】マスターアンプ１は、負帰還がかけられた
反転入力（−）に加えられる入力信号Ｖｉｎを反転増幅
し、この増幅出力Ｖｏ１によって負荷ＺＬの一方の端子
を通電駆動する。スレーブアンプ２は、上記マスターア
ンプ１の出力Ｖｏ１を基準電位Ｖｒｅｆに対してミラー
反転（位相反転）し、このミラー反転出力Ｖｏ２（Ｖｏ
２＝−Ｖｏ１）によって上記負荷ＺＬの他方の端子を通
電駆動する。

【００２３】電流検出抵抗Ｒｓは、負荷ＺＬの他方の端
子とスレーブアンプ２の出力Ｖｏ２との間に直列に介在
させられ、負荷ＺＬへの通電電流Ｉｏを検出する。そし
て、この電流検出抵抗Ｒｓと負荷ＺＬとの接続点に現れ
る電圧Ｖｏ３が、抵抗Ｒ３を介してマスターアンプ１の
反転入力（−）側に負帰還させられるようになってい
る。

【００２４】次に、動作について説明する。

【００２５】図１に示した定電流駆動回路では、マスタ
ーアンプ１の出力Ｖｏ１とスレーブアンプ２の出力Ｖｏ
２によって負荷ＺＬがＢＴＬ方式で２相駆動される。２
つのアンプ１，２によって駆動される負荷ＺＬの通電電
流Ｉｏは、電流検出抵抗Ｒｓによって検出され、抵抗Ｒ
２を介してマスターアンプ１の反転入力（−）側に負帰
還させられる。これにより、負荷ＺＬへの通電電流Ｉｏ
が入力信号Ｖｉｎに応じて制御される。

【００２６】このとき、マスターアンプ１では、その反
転入力（−）での電位が非反転入力（＋）での電位に追
従するような負帰還動作が行なわれる。つまり、電流検
出抵抗Ｒｓの発生電圧Ｖｏ３が帰還されるマスターアン
プ１の反転入力（−）は、そのマスターアンプ１の負帰
還動作によって基準電位Ｖｒｅｆに仮想短絡されて、入
力電位はほぼ一定電位に保たれるようになる。

【００２７】これにより、マスターアンプ１の入力電圧
が同相入力電圧範囲を越えることがなくなり、マスター
アンプ１とスレーブアンプ２によるＢＴＬ方式の定電流
駆動回路の設計、とくにマスターアンプ１の利得設計を
自由に行なうことができるようになる。

【００２８】なお、図１に示した回路において、入力信
号Ｖｉｎと通電電流（出力電流）Ｉｏの関係を求める
と、次のようになる。

【００２９】 Ｉｏ＝−Ｖｉｎ×（Ｒ２／Ｒ１）×（１／Ｒｓ） 図２は本発明の別の実施例を示したものであって、マス
ターアンプ１の入力信号源として電流源Ｉｉｎが使用さ
れている。このように、入力信号源として電流源Ｉｉｎ
を用いる場合は、その電流源Ｉｉｎに、入力抵抗Ｒ１に
相当する等価出力抵抗を考えることにより、図１に示し
た実施例の場合と同様に動作することがわかる。

【００３０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３１】たとえば、マスターアンプ１、スレーブア
ンプ２は、１入力端子の反転増幅器を用いて構成するこ
ともできる。

【００３２】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるディ
スク記憶装置のヘッド・アクチェータ駆動に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではな
く、たとえば定トルク発生モータあるいは音響スピーカ
の駆動にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものの効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

【００３４】すなわち、マスターアンプとスレーブアン
プによるＢＴＬ方式の定電流駆動回路の設計自由度を高
めることができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の技術が適用された定電流駆動回路の第
１の実施例を示す回路図

【図２】本発明の第２の実施例の示す回路図

【図３】本発明以前の定電流駆動回路の構成例を示す回
路図

【符号の説明】

１ マスターアンプ ２ スレーブアンプ ＺＬ 負荷（ボイスコイル） Ｒｓ 電流検出抵抗 − 反転入力 ＋ 非反転入力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反転入力に加えられる入力信号を負帰還
   下で反転増幅し、この増幅出力によって負荷の一方の端
   子を通電駆動するマスターアンプと、このマスターアン
   プの出力をミラー反転し、このミラー反転出力によって
   上記負荷の他方の端子を通電駆動するスレーブアンプと
   を有し、上記負荷に直列に介在する電流検出抵抗の発生
   電圧を上記マスターアンプの反転入力側に帰還させるこ
   とにより、上記負荷への通電電流を上記入力信号に応じ
   て制御することを特徴とする定電流駆動回路。
2. 【請求項２】 反転入力に加えられる入力信号を負帰還
   下で反転増幅し、この反転増幅出力によって負荷の一方
   の端子を通電駆動するマスターアンプと、このマスター
   アンプの出力をミラー反転し、このミラー反転出力によ
   って上記負荷の他方の端子を通電駆動するスレーブアン
   プと、このスレーブアンプの出力と上記負荷の他方の端
   子との間に直列に介在する電流検出抵抗と、この電流検
   出抵抗と上記負荷の他方の端子との接続点に現れる電圧
   を上記マスターアンプの反転入力側に帰還させることに
   より、上記負荷への通電電流を上記入力信号に応じて制
   御することを特徴とする定電流駆動回路。